JP4948546B2

JP4948546B2 - 有機ｅｌ発光装置

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Inventors: 敏宮口; 真一石塚
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Description

本発明は、有機ＥＬ素子を用いた発光装置に関する。

有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬと称する）を使用した表示パネルの駆動方式として、パッシブマトリックス駆動方式が知られている。図１は、このパッシブマトリックス駆動方式を用いた従来の画像表示装置の概略構成を示したものである。同図に示す如く、表示パネル４には、ｍ本のデータラインＡ₁〜Ａ_m及びこれと交差して配列されたｎ本の走査ラインＢ₁〜Ｂ_nが形成されており、データライン及び走査ラインの各交差部には画素を担う有機ＥＬ素子Ｅ_1,1〜Ｅ_n,mが形成されている。すなわち、表示パネルに形成されたｍ×ｎ個の有機ＥＬ素子の発光によって、表示されるべき画像が構成される。

走査ラインＢ₁〜Ｂ_nは、走査ラインスイッチＳＷ_B1〜ＳＷ_Bnを含む走査ライン駆動部２に接続され、この走査ラインスイッチのスイッチング動作によって、各走査ラインには接地電位Ｇｎｄ若しくは所定の正電位Ｖ_H（例えば１０Ｖ）が印加されるようになっている。各走査ラインスイッチＳＷ_B1〜ＳＷ_Bnは、制御部１から供給される制御信号に従って、走査ラインに順次接地電位Ｇｎｄを印加していく。すなわち、各走査ラインには順次一定の時間間隔で接地電位Ｇｎｄが印加され、この期間が走査ラインの選択期間とされる。

一方、データラインＡ₁〜Ａ_mは、各データラインに供給すべき駆動電流を生成する電流源Ｉ₁〜Ｉ_m及びデータラインスイッチＳＷ_A1〜ＳＷ_Amを含むデータライン駆動部３に接続され、このデータラインスイッチのスイッチング動作によって、各データラインは電流源Ｉ₁〜Ｉ_m若しくは接地電位Ｇｎｄのいずれかに接続されるようになっている。各データラインスイッチＳＷ_A1〜ＳＷ_Amは、制御部１から供給される制御信号に従って、走査ラインの選択期間に同期して、データラインＡ₁〜Ａ_mを選択的に電流源に接続する。走査ラインスイッチによって選択された走査ライン上の有機ＥＬ素子のうち、データラインスイッチによって電流源と接続されたものは、電流源から発光駆動電流が供給され、当該発光駆動電流に応じた輝度で発光する。

例えば、図１においては、走査ラインＢ₁が走査ラインスイッチＳＷ_B1によって接地電位Ｇｎｄに接続されることによって選択され、データラインＡ₂およびＡ₃がデータラインスイッチＳＷ_A2、ＳＷ_A3によってそれぞれ電流源Ｉ₂およびＩ₃に接続されている。これにより、走査ラインＢ₁とデータラインＡ₂及びＡ₃の各交差部に設けられた有機ＥＬ素子Ｅ_1,2およびＥ_1,3には、電流源Ｉ₂およびＩ₃からそれぞれ発光駆動電流が供給され、当該発光駆動電流に応じた輝度で発光する。

全ての走査ラインＢ₁〜Ｂ_nは、所定のフレーム期間内において順次選択され、これに同期して輝度に応じた発光駆動電流が有機ＥＬ素子に供給され、発光することによって１画面が構成される。つまり、パッシブ駆動方式においては、全有機ＥＬ素子Ｅ_1,1〜Ｅ_n,mが同時に発光するのではなく、所定の選択期間においてのみ発光する。かかる発光制御は高速で繰り返し行われるため、人間の目には残像現象によって各有機ＥＬ素子が同時に発光しているように認識される。

ところで、有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、また、有機材料を選択することにより種々の色が表示可能であるため、上記した如き画像表示装置の画素として利用されるだけでなく照明に応用しようという試みが精力的になされている。有機ＥＬ素子を用いて照明光としての白色光を得るためには、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ発光する複数の発光材料を発光層内に混在させて単一の発光層を形成したり、赤、緑、青にそれぞれ発光する発光材料を多数個並置させ、これらを同時に発光させることによって白色光を得ている。特許文献１には、それぞれ異なる色で発光する２種類以上の有機ＥＬ発光領域を透明基板上にストライプ状に配置し、異なる発光色を混ぜた発光色で面状の発光を行うことが記載されている。
特開２０００−２７７２５７号公報

上記した如きパッシブ駆動方式等による画像表示可能な表示パネルを照明装置としても利用できるようにしたものは、これまで提案されていなかった。照明装置としての機能を併せ持つ画像表示パネルが実現できれば、有機ＥＬ素子の利用価値をさらに高めることができる。ここで、パッシブ駆動方式によって単色の発光を静止画として表示することによって、照明としての機能を実現しようとした場合について考える。パッシブ駆動方式の場合、各有機ＥＬ素子は、上記したように１フレーム期間のうちの所定の選択期間において間欠的に発光する。つまり、各有機ＥＬ素子は「選択期間／１フレーム期間」で表されるデューティ比で発光駆動される。つまり、発光期間は走査ラインの本数に反比例し、走査ラインの本数が多いほど発光期間が短くなり、発光輝度が低下してしまう。この短い発光期間において所望の発光輝度を得るためには、有機ＥＬ素子をより高い瞬時輝度で発光させる必要がある。この場合、有機ＥＬ素子を持続的に発光させる場合（以下スタティック駆動と称する）に比べて、デューティ比の逆数倍（走査ライン数倍）の輝度で発光させる必要があり、従って、パッシブ駆動で単色発光させる場合、スタティック駆動の場合に比べて少なくともデューティ比の逆数倍（走査ライン数倍）の発光駆動電流を要し、駆動電圧は有機ＥＬ素子の電流電圧特性で決まる値だけ増加させる必要がある。また、パッシブ駆動の場合、発光期間はスタティック駆動の場合に比べ短くなるものの、トータル消費電力は、スタティック駆動の数倍となってしまう。すなわち、パッシブ駆動の場合、各有機ＥＬ素子に瞬間的に大電流を流す必要があり、このことが電力ロスおよび有機ＥＬ素子の寿命低下の要因となっている。また、パッシブ駆動方式による単色発光を照明光として利用した場合、照明としての使用に耐え得る十分な輝度は得られず、輝度を上げるためには有機ＥＬ素子に更に大きな電流を流すことが必要である。しかしながら、有機ＥＬ素子に更に大きな電流を供給することは、電力ロスおよび有機ＥＬ素子の寿命低下を更に促進させることとなるため実効的ではない。

また、従来の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の場合、上記したように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ発光する複数の発光材料を発光層内に混在させて単一の発光層を形成し、白色光を得るようにしたものが主流であり、ユーザの好みに応じて発光色を自由に調整できる機構を備えたものはこれまでなかった。照明装置の発光色を使用場所や使用状況に応じて自由に調整できるようになれば、照明装置としての利用価値を更に高めることができる。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、画像表示のみならず高輝度であり、且つ寿命低下を伴わない照明としての機能も併せ持ち、更に容易に発光色の調整を行うことができる有機ＥＬ発光装置を提供することを目的とする。

本発明の有機ＥＬ発光装置は、マトリクス状に配設された複数の走査ラインと複数のデータラインとの各交差部に有機ＥＬ素子が配置されてなる表示パネルと、前記走査ラインの電位を順次切り替える切り替え手段と、前記データラインに対して入力データに応じた電流を供給するデータ電流供給手段と、を備えた有機ＥＬ発光装置であって、前記有機ＥＬ素子の駆動方式の選択操作に応答して第１及び第２の制御信号の１を択一的に生成する駆動方式選択手段と、前記データ電流供給手段に対して、前記第１の制御信号に応じて画像データを前記入力データとして供給し、前記第２の制御信号に応じて照明データを前記入力データとして供給する入力データ供給手段と、前記有機ＥＬ素子の各々に駆動電圧を供給する電源回路とを含み、前記切り替え手段は、前記第１の制御信号に応じて前記走査ライン毎に所定電位を順次印加する順次走査モードを実行し、前記第２の制御信号に応じて複数の走査ラインに前記所定電位を一斉に印加する一斉走査モードを実行し、前記電源回路は、前記第１の制御信号に応じて前記駆動電圧を第１の電圧値に設定する一方、前記第２の制御信号に応じて前記駆動電圧を前記第１の電圧値よりも低い第２の電圧値に設定することを特徴としている。

従来の有機ＥＬ画像表示装置の概略構成図である。本発明の実施例である有機ＥＬ発光装置の概略構成図である本発明の実施例であるプリセット参照テーブルを示す図である。本発明の実施例であるプリセット参照テーブルにて設定された発光色の各々を色度図上に表した図である。本発明の実施例である有機ＥＬ発光装置の回路構成図である。本発明の実施例である有機ＥＬ発光装置の走査ライン駆動部のパッシブ駆動時における動作を示すタイミングチャートである。本発明の実施例である有機ＥＬ発光装置の走査ライン駆動部のスタティック駆動時における動作を示すタイミングチャートである。本発明の有機ＥＬ発光装置の他の例を示す回路構成図である。

符号の説明

１０制御部
１１操作入力部
１２プリセットメモリ
２１操作ライン駆動部
２２データライン駆動部
３０電源回路
５０表示パネル

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。尚、以下に示す図において、実質的に同一又は等価な構成要素、部分には同一の参照符を付している。

図２は、本発明の有機ＥＬ発光装置の概略の構成図である。本発明の有機ＥＬ発光装置は、いわゆるパッシブ駆動方式により画素を担う有機ＥＬ素子を発光させ画像表示を行うとともに、表示パネルに形成された複数の画素を同時に持続発光させることによって、照明としても使用できるようにしたものである。

表示パネル５０には、ｍ本のデータラインＡ₁〜Ａ_m及びこれと交差して配列されたｎ本の走査ラインＢ₁〜Ｂ_nが形成されており、データライン及び走査ラインの各交差部には画素を担う有機ＥＬ素子Ｅ_1,1〜Ｅ_n,mが形成されている。有機ＥＬ素子Ｅ_1,1〜Ｅ_n,mは、それぞれアノード端がデータラインに接続され、カソード端が走査ラインに接続される。有機ＥＬ素子Ｅ_1,1〜Ｅ_n,mは、例えば、第１の発光色を有する有機ＥＬ素子と、第１の発光色とは異なる第２の発光色を有する有機ＥＬ素子からなり、これら２種類の有機ＥＬ素子が、表示パネル５０上に所定の配列で並置されている。そして、これら発光色が互いに異なる２つの有機ＥＬ素子によって１画素が構成される。

走査ラインＢ₁〜Ｂ_nは、各走査ラインに対応して設けられた走査ラインスイッチＳＷ_B1〜ＳＷ_Bnを含む走査ライン駆動部２１に接続される。走査ラインスイッチＳＷ_B1〜ＳＷ_Bnは、制御部１０の走査モード制御部１０ａから供給される制御信号に従って、各走査ラインの電位を所定の正電位Ｖ_H（例えば１０Ｖ）若しくは接地電位Ｇｎｄのいずれかに切り替える。具体的には走査ラインスイッチＳＷ_B1〜ＳＷ_Bnは、本発明の有機ＥＬ発光装置が、画像表示装置として機能している場合には、走査モード制御部１０ａから供給される制御信号に従って、順次走査モードを実行し、走査ライン毎に順次接地電位を供給していくパッシブ駆動を行う。すなわち、走査ラインスイッチは、走査ライン毎に順次一定の時間間隔で接地電位Ｇｎｄを印加し、これによって当該走査ラインに接続された有機ＥＬ素子を発光対象とする。つまり、この期間が走査ラインの選択期間とされ、各走査ラインは所定のフレーム周期で繰り返し選択される。尚、走査ラインスイッチＳＷ_B1〜ＳＷ_Bnは、発光対象としない非選択状態の走査ラインについては、誤発光防止のため所定の正電位Ｖ_Hを印加する。一方、本発明の有機ＥＬ発光装置が照明装置として機能する場合、走査ラインスイッチＳＷ_B1〜ＳＷ_Bnは、制御部１０の走査モード制御部１０ａから供給される制御信号に従って、一斉走査モードを実行し、全ての走査ラインＢ₁〜Ｂ_nに一斉に接地電位Ｇｎｄを印加し、表示パネル５０に形成された全有機ＥＬ素子を同時に発光対象とする。そして、走査ラインスイッチＳＷ_B1〜ＳＷ_Bnは、各走査ラインに継続的に接地電位Ｇｎｄを印加し続けるスタティック駆動を行う。このように走査ライン駆動部２１は、本発明の有機ＥＬ発光装置を画像表示装置として機能させる場合と、照明装置として機能させる場合とで、異なるモードで走査ラインを駆動するのである。

データラインＡ₁〜Ａ_mは、各データラインに対応して設けられた、電流源Ｉ₁〜Ｉ_m及びデータラインスイッチＳＷ_A1〜ＳＷ_Amを含むデータライン駆動部２２に接続される。電流源Ｉ₁〜Ｉ_mは、データライン毎に制御部１０の入力データ供給部１０ｂより供給される入力データに応じた電流値の発光駆動電流を生成する。入力データ供給部１０ｂは、有機ＥＬ発光装置が画像表示装置として機能している場合には、画像データを入力データとしてデータライン駆動部２２に供給し、一方、有機ＥＬ発光装置が照明装置として機能している場合には、後述する操作入力部１１からのプリセット選択操作、若しくは発光色調整操作に応じた照明データを入力データとしてデータライン駆動部２２に供給する。

データラインスイッチＳＷ_A1〜ＳＷ_Amは、各データラインＡ₁〜Ａ_mと電流源Ｉ₁〜Ｉ_mとの間に設けられ、各データラインを電流源Ｉ₁〜Ｉ_m若しくは接地電位Ｇｎｄのいずれかに接続する。具体的には、データラインスイッチＳＷ_A1〜ＳＷ_Amは、制御部１０から供給される駆動パルスに従って、走査ラインの選択期間に同期して、データラインＡ₁〜Ａ_mを選択的に電流源に接続する。走査ラインスイッチによって選択された走査ライン上の有機ＥＬ素子のうち、データラインスイッチによって電流源と接続されたものは、電流源から発光駆動電流が供給され、当該発光駆動電流に応じた輝度で発光する。

プリセットメモリ１２は、本発明の有機ＥＬ発光装置が照明装置として機能している場合において使用されるメモリであり、照明光の発光色を予め複数設定しておき、これを保持しておくための記憶手段である。ユーザはこのプリセットメモリ１２に記憶された発光色のうちのいずれかを後述する操作入力部１１より選択することによって所望の発光色の照明光を得ることができるようになっている。具体的には、図３の如きプリセット参照テーブルがプリセットメモリ１２に記憶されており、これに基づいて発光色の選択が行われる。プリセット番号は、発光色を選択する際の便宜上の値であり、ユーザはプリセット番号を後述する操作入力部１１から指定することによって、そのプリセット番号に対応した発光色を選択することができるようになっている。図３には、表示パネル５０に第１の発光色および第２の発光色の有機ＥＬ素子が形成され、これら１対の有機ＥＬ素子によって１画素が構成されている場合におけるプリセット参照テーブルの一例が示されており、発光色毎に発光輝度の割合を示す数値が割り当てられている。すなわち、図３において、プリセット１には、第１の発光色に「１」が、第２の発光色に「０」が割り当てられているので、第１の発光色を有する有機ＥＬ素子は最大輝度で発光し、第２の発光色を有する有機ＥＬ素子は発光しないことを示している。また、プリセット４には第１の発光色に「０．７５」が、第２の発光色に「０．２５」が割り当てられているので、第１の発光色を有する有機ＥＬ素子は最大輝度の７５％で発光し、第２の発光色を有する有機ＥＬ素子は最大輝度の２５％で発光することを示している。

ここで、図４は、一例として有機ＥＬ素子の第１の発光色が「シアン」、第２の発光色が「黄色」である場合における、図３のプリセット参照テーブルに示された各プリセット番号に対応する発光色をＣＩＥ表色系における色度図上に表したものである。この場合においてプリセット１が選択された場合、第１の発光色シアンで発光する有機ＥＬ素子のみが発光し、表示パネル全体としての発光色はシアンとなる。また、プリセット２が選択された場合、第２の発光色黄色で発光する有機ＥＬ素子のみが発光し、表示パネル全体としての発光色は黄色となる。一方、プリセット３が選択された場合、第１及び第２の発光色の有機ＥＬ素子は、それぞれ最大輝度の５０％で発光するため、シアンと黄色が同一輝度で混色され、表示パネル全体としての発光色は白色となる。またプリセット４又は５が選択された場合、それぞれ、表示パネル全体としての発光色は、白とシアンの中間色、白と黄色の中間色となる。上記のように第１及び第２の発光色を混ぜることによって得られる発光色は、色度図上における第１の発光色の座標点と第２の発光色の座標点とを結ぶ直線上に位置することとなる。このように画素を構成する異なる２種類の発光色の有機ＥＬ素子の輝度割合を各々変化させることによって、多彩な発光色を得ることができる。プリセットメモリ１２には、かかる発光色毎の輝度割合が予め設定され、これがプリセット番号と対応付けられ保持されており、ユーザは、プリセット番号を選択すれば、予め設定された発光色の中から所望の発光色を選択することができるので、発光色の選択を容易に行うことができる。尚、プリセット参照テーブルの内容は、変更可能となっている。つまり、プリセット参照テーブルに設定されている発光色毎の輝度割合を示す値を任意の値に変更し、この変更された値をプリセット番号に対応付けて保持することができるようになっている。従って、発光色毎の輝度割合を適宜変更することによって所望の発光色を得ることができるのである。

電源回路３０は、データライン駆動部２２に接続され、データラインＡ₁〜Ａ_mを介して、各有機ＥＬ素子の発光に必要な駆動電圧を生成する。電源回路３０の出力電圧Ｖｃｃは、本発明の有機ＥＬ発光装置が画像表示装置として機能する場合と、照明装置として機能する場合とで、変化するようになっている。その詳細については後述する。

操作入力部１１は、有機ＥＬ発光装置に対する指令を外部から入力する手段であり、有機ＥＬ発光装置を画像表示装置又は照明装置のいずれかとして機能させるための機能選択操作、所望の発光色に対応したプリセット番号を選択するためのプリセット選択操作、および上記プリセットとは別に照明光の色を任意の色に調整するための発光色調整操作を行うための操作入力手段である。操作入力部１１は、例えばリモコンボタン等によって構成され、上記した如き各種入力操作は、例えば表示パネル上に表示された操作画面を介して行うこととしてもよい。操作入力部１１から各種入力がなされると、操作入力部１１は、各種入力操作に応じた制御信号を制御部１０に供給し、制御部１０は、これに基づいて、走査ライン駆動部２１、データライン駆動部２２、電源回路３０等の制御を実行する。

制御部１０は、本発明の有機ＥＬ発光装置の主たる制御を司る部分であり、操作入力部１１から供給される制御信号に応じて走査ライン駆動部２１の走査モードを制御する走査モード制御部１０ａと、同じく操作入力部１１から供給される制御信号に応じてデータライン駆動部２２に入力データを供給する入力データ供給部１０ｂとを含み、各種操作入力等に基づいて、操作ライン駆動部２１、データライン駆動部２２および電源回路３０等の制御を行う。

図５は、上記した構成部分を含む本発明の有機ＥＬ発光装置のより詳細な回路構成を示す図である。以下、図５を参照しつつ、その動作について説明する。

はじめに、本発明の有機ＥＬ発光装置が画像表示装置として機能する場合における動作について説明する。本発明の有機ＥＬ発光装置を画像表示装置として機能させる場合、ユーザは、操作入力部１１による機能選択を行う。ユーザが例えば、表示画面に表示された機能選択画面を見ながらリモコンボタン等によって構成される操作入力部１１から、画像表示モードの選択操作を行うと、操作入力部１１は、画像表示を実行すべき制御信号を制御部１０に供給する。この制御信号を受信した制御部１０は、Ｄ／Ａコンバータ６１を介して電源回路３０内のオペアンプ３０ａに画像表示モードに対応した第１の電圧指令信号を供給する。オペアンプ３０ａは、制御部１０から供給された第１の電圧指令信号に応じて、出力電圧Ｖｃｃを、有機ＥＬ素子がパッシブ駆動による画像表示を行うために必要とされる電圧Ｖ₁に設定する。

続いて、制御部１０は、パッシブ駆動方式による画像表示を実行するべく、走査ライン駆動部２１およびデータライン駆動部２２を制御する。走査ライン駆動部２１は、複数のフリップフロップ回路２１ａによって構成されるシフトレジスタ回路と、走査ライン毎に設けられ、シフトレジスタ回路から供給される出力信号に応じてオンオフ駆動する第１のスイッチングトランジスタ２１ｂと、第１のスイッチングトランジスタ２１ｂの各々と並列接続され、制御部１０より供給される駆動パルスに応じてオンオフ駆動する第２のスイッチングトランジスタ２１ｃとを含む構成となっている。

ここで、図６は、走査ライン駆動部２１の動作を示すタイミングチャートであり、以下図５及び図６を参照しつつ走査ライン駆動部２１の画像表示時の動作について説明する。制御部１０の走査モード制御部１０ａは、クロックパルスＣＬＫ及び走査パルスＰＵＬをシフトレジスタ回路に供給する。シフトレジスタ回路は、クロックパルスＣＬＫに同期させて走査パルスＰＵＬを順次シフトさせ、その出力信号を第１のスイッチングトランジスタ２１ｂに供給することによって、これらを順次オン状態に駆動していく。かかる第１のスイッチングトランジスタ２１ｂのオン駆動によって、各走査ラインＢ₁〜Ｂ_nの電位は、接地電位レベル（ローレベル）となり、この期間が各走査ラインＢ₁〜Ｂ_nの選択期間となる。すなわち、走査ライン駆動部２１は、本発明の有機ＥＬ発光装置が画像表示装置として機能する場合は、順次走査モードを実行する。各走査ラインは、所定のフレーム周期で繰り返し選択される。尚、第１のスイッチングトランジスタ２１ｂに走査パルスが印加されていない期間は、第１のスイッチングトランジスタ２１ｂはオフ状態であり、この場合走査ラインには所定の正電位Ｖ_H（例えば１０Ｖ）が印加される。また、第２のスイッチングトランジスタ２１ｃは、本発明の有機ＥＬ発光装置が画像表示装置として機能する場合は、駆動せず、オフ状態を維持する。

一方、データライン駆動部２２は、各データラインに対応して設けられた複数のＶ−Ｉ変換器２２ａと、Ｖ−Ｉ変換器２２ａと連携してデータライン毎に発光駆動電流を生成する電流源として機能する複数の定電流回路２２ｂと、データライン毎に設けられ、定電流回路２２ｂによって生成された発光駆動電流の各データラインへの供給を制御するスイッチングトランジスタ２２ｃとを含む構成となっている。制御部１０の入力データ供給部１０ｂは、上記走査パルスの印加タイミングに同期させて、画像データをＤ／Ａ変換器６２を介して各Ｖ−Ｉ変換器２２ａに供給する。各Ｖ−Ｉ変換器２２ａは、受信した画像データに基づいて、データライン毎に定電流回路２２ｂを構成するカレントミラー回路の基準電流を発生させる。各定電流回路２２ｂは、当該基準電流に応じた発光駆動電流を生成する。すなわち、各定電流回路２２ｂは、データライン毎に画像データに対応した発光駆動電流を生成する。そして、選択期間中の走査ライン上に接続された有機ＥＬ素子は、各データラインを介して発光駆動電流が供給されることにより、当該発光駆動電流に応じた輝度で発光する。ここで、各データラインには、スイッチングトランジスタ２２ｃが接続されている。スイッチングトランジスタ２２ｃのゲート端子は制御部１０に接続されており、制御部１０より供給される駆動パルスに従ってオンオフ駆動する。スイッチングトランジスタ２２ｃは、制御部１０からハイレベルの駆動パルスを受信するとオン状態となり、定電流回路２２ｂによって生成された発光駆動電流は、スイッチングトランジスタ２２ｃを流れるため、有機ＥＬ素子には供給されず、当該有機ＥＬ素子は発光しない。一方、スイッチングトランジスタ２２ｃは、制御部１０からローレベルの駆動パルスを受信するとオフ状態となり、定電流回路２２ｂによって生成された発光駆動電流は、有機ＥＬ素子を流れ、当該有機ＥＬ素子発光する。制御部１０は、画像データに基づいて各スイッチングトランジスタ２２ｃに駆動パルスを供給し、各データラインに対する発光駆動電流の供給を制御する。

走査ライン駆動部２１に設けられたシフトレジスタ回路は、走査パルスを順次シフトさせ、走査ラインを順次選択していき、データライン駆動部２２は、これに同期して各画素に対応した発光駆動電流を各データラインを介して有機ＥＬ素子に供給することによって１画面を構成する。そして、走査ライン駆動部２１およびデータライン駆動部２２は、かかる処理を所定のフレーム周期で繰り返し実行することによって動画像を表示する。以上の動作によって、本発明の有機ＥＬ発光装置の画像表示が実現される。

次に、本発明の有機ＥＬ発光装置が照明装置として機能する場合における動作について説明する。有機ＥＬ発光装置を照明装置として機能させる場合、ユーザは操作入力部１１による機能選択を行う。ユーザが例えば、表示画面に表示された機能選択画面を見ながらリモコンボタン等によって構成される操作入力部１１から照明モードの選択操作を行い、続いて、照明光としての発光色をプリセット番号によって選択すると、操作入力部１１は、照明発光をすべき制御信号を制御部１０に供給する。これを受信した制御部１０は、Ｄ／Ａコンバータ６１を介して電源回路３０内のオペアンプ３０ａに照明モードに対応した第２の電圧指令信号を供給する。オペアンプ３０ａは、制御部１０から供給された第２の電圧指令信号に基づき、出力電圧Ｖｃｃを有機ＥＬ素子がスタティック駆動による照明発光を行うために必要とされる電圧Ｖ₂に設定する。このとき設定される駆動電圧Ｖ₂は、画像表示を行う際に設定される駆動電圧Ｖ₁よりも低い値となっている。

続いて、制御部１０は、一斉走査モードによるスタティック駆動を実行するべく、走査ライン駆動部２１およびデータライン駆動部２２を制御する。この際、制御部１０の走査モード制御部１０ａは、走査ライン駆動部２１の第２のスイッチングトランジスタ２１ｃに向けて駆動パルスを供給する。図５に示す如く、第２のスイッチングトランジスタ２１ｃのゲート端子はそれぞれ共通となっており、走査モード選択部１０ｂからハイレベルの駆動パルスが供給されると、第２のスイッチングトランジスタ２１ｃは、略同時に全てオン状態となる。これにより、全ての走査ラインＢ₁〜Ｂ_nの電位は、一斉に接地電位レベル（ローレベル）となり、表示パネル５０に形成された全有機ＥＬ素子が発光対象となる。すなわち、走査ライン駆動部２１は、本発明の有機ＥＬ発光装置が照明装置として機能する場合は、一斉走査モードを実行する。また、第２のスイッチングトランジスタ２１ｃをオン駆動せしめる駆動パルスは、継続して印加され、走査ライン駆動部２１は、全有機ＥＬ素子を継続的に発光対象とするスタティック駆動を行う。図７は、かかる一斉走査モードによるスタティック駆動時の走査ライン駆動部２１の動作を示すタイミングチャートである。尚、一斉走査モードにより各走査ラインには、一斉に接地電位Ｇｎｄが印加され、発光対象とされるが、各走査ラインへの接地電位の印加タイミングは、必ずしも完全に同時である必要はなく、走査ライン間で多少のばらつきがあったとしても差し支えない。

続いて、制御部１０の入力データ供給部１０ｂは、プリセットメモリ１２に保持されているプリセット参照テーブルを参照し、先に操作入力手段１１によって選択されたプリセット番号に対応する各有機ＥＬ素子の発光色毎の輝度割合に応じた照明データをＤ／Ａ変換器６２を介して、各Ｖ−Ｉ変換器２２ａに供給する。Ｖ−Ｉ変換器２２ａは、受信した照明データに基づき、定電流回路２２ｂを構成するカレントミラー回路の基準電流を発生させ、定電流回路２２ｂは、当該基準電流に応じた発光駆動電流を生成する。すなわち、定電流回路２２ｂは、プリセット参照テーブルに基づく第１の発光色の有機ＥＬ素子に供給すべき発光駆動電流と、第２の発光色の有機ＥＬ素子に供給すべき発光駆動電流を生成する。これにより、互いに異なる発光色を有する有機ＥＬ素子の各々は、プリセット参照テーブルに示された各々の輝度割合で発光し、これらの発光色が混色されて表示パネルからは、選択された発光色の照明光が出射される。

具体例を挙げると、図３に示すプリセット参照テーブルにおいて、プリセット番号４が選択された場合、制御部１０の入力データ供給部１０ｂは、プリセット参照テーブルに基づき、第１の発光色の有機ＥＬ素子に対応するＶ―Ｉ変換器２２ａの各々に、最大輝度の７５％に相当する電流値に設定すべき照明データを供給するとともに、第２の発光色の有機ＥＬ素子に対応するＶ―Ｉ変換器２２ａの各々に、最大輝度の２５％に相当する電流値に設定すべき照明データを供給する。Ｖ―Ｉ変換器２２ａおよび定電流回路２２ｂの各々は、この照明データに従って発光駆動電流を生成し、これを各有機ＥＬ素子に供給する。これにより、第１の発光色の有機ＥＬ素子の各々は、最大輝度の７５％の輝度で発光し、第２の発光色の有機ＥＬ素子の各々は、最大輝度の２５％の輝度で発光する。そして、表示パネル５０からは、これらの発光色が混色された照明光が出射される。

上記したようにパッシブ駆動方式の場合、１画面を構成するための各有機ＥＬの発光期間は、極めて短いため、所望の表示画像の輝度を得るためには有機ＥＬ素子の瞬時輝度を高くする必要があり、それゆえ有機ＥＬ素子には大電流を供給する必要がある。これに対し、有機ＥＬ素子をスタティック駆動する場合、このような大電流を有機ＥＬに供給せずとも、十分な輝度の照明光を得ることができるため、発光駆動電流と駆動電圧をパッシブ駆動の場合と比較して低減させることができる。そこで、本発明の有機ＥＬ発光装置が照明装置として機能する場合においては、全有機ＥＬ素子を発光対象とした一斉走査モードによるスタティック駆動を行うようにし、発光駆動電流の低減を図るとともに、有機ＥＬ素子の寿命低下を回避している。制御部１０は、かかる駆動方式の違いに応じて駆動電圧Ｖｃｃの値も制御する。すなわち、スタティック駆動時（照明発光時）においては、より少ない発光駆動電圧で足りるため、これに伴って駆動電圧Ｖｃｃの値もパッシブ駆動時（画像表示時）に比べ低減させることができる。そこで、制御部１０は、上記したようにパッシブ駆動時（画像表示時）においては第１の電圧指令信号を電源回路３０に供給し、駆動電圧Ｖｃｃの値をＶ１に設定し、スタティック駆動時（照明発光時）においては、第２の電圧指令信号を電源回路３０に供給し、駆動電圧Ｖｃｃの値をＶ１よりも小さいＶ２に設定する。すなわち、本発明の有機ＥＬ発光装置は、パッシブ駆動時（画像表示時）と、スタティック駆動時（照明発光時）とで、駆動電圧の切り替えを行い、更なる消費電力の低減を図っている。

次に、本発明の有機ＥＬ発光装置が照明装置として機能する場合において、その発光色を所望の色に調整する際の動作について説明する。これは、上記したプリセットメモリに予め記憶された発光色を選択することによって行うものとは異なり、任意の発光色の照明光を得ることができる。ユーザは例えば、表示画面に表示された発光色調整画面を見ながら操作入力部１１によって発光色の調整を行う。具体的には、表示画面には、例えば画素を構成する第１の発光色の有機ＥＬ素子の発光輝度と、第２の発光色の有機ＥＬ素子の発光輝度をそれぞれ指定する操作画面が表示され、ユーザは発光色毎に発光輝度を指定する。発光輝度の指定は、例えば輝度レベルに対応した所定の数値（例えば最大輝度を１０とし、最小輝度すなわち無発光の状態を０とする）を操作入力部１１から入力したり、発光色毎に手動のボリューム操作により、発光輝度を無段階で調整することとしてもよい。発光色調整のための操作入力がなされると、制御部１０は、この操作入力により指定された各発光色毎の輝度レベルに応じた照明データをＤ／Ａコンバータ６２を介して第１及び第２の発光色の有機ＥＬ素子の各々に対応するＶ−Ｉ変換器２２ａに供給する。Ｖ−Ｉ変換器２２ａは、この照明データに従って、カレントミラー回路の基準電流を発生させ、定電流回路２２ｂは、操作入力によって指定された各輝度に応じた発光駆動電流を生成する。発光駆動電流は、第１及び第２の発光色の有機ＥＬ素子の各々に供給され、各発光色の有機ＥＬ素子はそれぞれ発光色調整操作によって指定された輝度で発光し、これらが混色された発光色の照明光が表示パネル５０から出射される。

次に図８は、本発明の有機ＥＬ発光装置の変形例を示す図である。図８の有機ＥＬ発光装置は、第２のスイッチングトランジスタ２１ｃのオンオフ制御をそれぞれ独立して行うことができるようにスイッチングトランジスタ２１ｃのゲート端子が独立している点で図５に示したものと異なる。これにより、走査ライン毎にスタティック駆動を行うことができ、選択された特定の有機ＥＬ素子のみを発光対象とすることができる。従って、全有機ＥＬ素子を発光対象として表示パネル５０の全面から照明光を出射するのみならず、部分的な発光も可能となるのである。そして、発光領域を適宜選択できるようにすれば、発光部分の面積に応じて照明光の明るさを調節することが可能となり、照明装置としての機能性を更に高めることができる。この場合、複数の発光領域の設定をプリセットメモリ１２に記憶させておき、これらを適宜選択できるようにしてもよい。そして、プリセットメモリ１２に記憶された発光領域の設定の選択操作に基づいて、制御部１０が第２のスイッチングトランジスタ２１ｃを駆動せしめる。これにより、照明光の明るさを発光領域の選択により容易に調節可能となる。

以上の説明から明らかなように、本発明の有機ＥＬ発光装置は、画像表示装置および照明装置としての機能を併せ持ち、画像表示を行う際にはパッシブ駆動によって各有機ＥＬ素子を順次発光せしめ、照明発光させる際には発光色に応じた所定の有機ＥＬ素子を一斉走査モードによるスタティック駆動によって持続的に発光せしめる。これにより、照明発光時における発光駆動電流および駆動電圧は、パッシブ駆動方式の場合と比べ低く設定することができ、照明装置としての使用に耐え得る十分な輝度を確保しつつ、消費電力の低減および有機ＥＬ素子の寿命低下の抑制を図ることができる。

また、本発明の有機ＥＬ発光装置は、プリセットメモリを有し、プリセット番号を指定することによって、予め記憶された発光色の中から所望の発光色の照明光を容易に得ることができる。更に、本発明の有機ＥＬ発光装置は、発光色調整手段を有し、画素を構成する有機ＥＬ素子の発光色毎に発光輝度を設定することにより、所望の発光色の照明光を得ることができ、照明装置としての機能性を向上させている。

尚、上記実施例においては、画素を構成する有機ＥＬ素子の発光色が２種類である場合を例に説明したが、それぞれ発光色の異なる３種類以上の有機ＥＬ素子にて画素を構成することとしてもよい。たとえば、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光色を有する３種類の有機ＥＬ素子を表示パネル上に所定の配列で並置すればフルカラー表示が可能となる。この場合、図３に示したプリセット参照テーブルには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）毎の輝度割合を設定するようにすればよい。また発光色調整手段は赤（Ｒ）、緑（Ｇ），青（Ｂ）毎の輝度を操作入力により設定するようにすればよい。

また、上記実施例においては、それぞれ発光色の異なる２種類以上有機ＥＬ素子を独立に制御することによって、カラー表示を実現することとしたが、これに限定されず、カラーフィルタやＣＣＭ（カラーチェンジマテリアル）を用いて２種以上の発光色をもつ領域を形成することとしてもよい。

Claims

マトリクス状に配設された複数の走査ラインと複数のデータラインとの各交差部に有機ＥＬ素子が配置されてなる表示パネルと、前記走査ラインの電位を順次切り替える切り替え手段と、前記データラインに対して入力データに応じた電流を供給するデータ電流供給手段と、を備えた有機ＥＬ発光装置であって、
前記有機ＥＬ素子の駆動方式の選択操作に応答して第１及び第２の制御信号の１を択一的に生成する駆動方式選択手段と、
前記データ電流供給手段に対して、前記第１の制御信号に応じて画像データを前記入力データとして供給し、前記第２の制御信号に応じて照明データを前記入力データとして供給する入力データ供給手段と、
前記有機ＥＬ素子の各々に駆動電圧を供給する電源回路とを含み、
前記切り替え手段は、前記第１の制御信号に応じて前記走査ライン毎に所定電位を順次印加する順次走査モードを実行し、前記第２の制御信号に応じて複数の走査ラインに前記所定電位を一斉に印加する一斉走査モードを実行し、
前記電源回路は、前記第１の制御信号に応じて前記駆動電圧を第１の電圧値に設定する一方、前記第２の制御信号に応じて前記駆動電圧を前記第１の電圧値よりも低い第２の電圧値に設定することを特徴とする有機ＥＬ発光装置。
前記有機ＥＬ素子の発光色毎の発光輝度を指定する発光色指定手段を更に含み、
前記照明データは、前記発光色指定手段により指定された前記有機ＥＬ素子の発光色毎の輝度データであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ発光装置。
前記発光色指定手段は、前記有機ＥＬ素子の発光色毎の発光輝度設定を複数保持するプリセットメモリと、前記プリセットメモリに保持された設定のうちの１つを選択するプリセット選択手段と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ発光装置。
前記発光色指定手段は、前記有機ＥＬ素子の発光輝度に対応した数値入力に基づき発光色毎の発光輝度を指定することを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ発光装置。
前記発光色指定手段は、前記有機ＥＬ素子の発光輝度に対応した操作入力に基づき発光色毎の発光輝度を指定することを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ発光装置。
前記切り替え手段が、前記第２の制御信号に応じて前記所定の電位を印加すべき走査ラインを指定する発光領域指定手段をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の有機ＥＬ発光装置。
前記有機ＥＬ素子の発光色は赤、緑、青の３種類であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の有機ＥＬ発光装置。